Jaka jest historia technologii zamiany tekstu na mowę i syntezy głosu?

Poznaj historię technologii zamiany tekstu na mowę i syntezy głosu. Odkryj przełomowe momenty i kluczowych graczy stojących za tymi technologiami.

Technologie zamiany tekstu na mowę (TTS) i syntezy głosu mogą wydawać się nowoczesne, ale w rzeczywistości mają bogatą historię sięgającą wieków wstecz.

Od najwcześniejszych prób naśladowania ludzkiej mowy za pomocą urządzeń mechanicznych po dzisiejsze zaawansowane modele sztucznej inteligencji i uczenia głębokiego, rozwój TTS to fascynująca podróż.

W tym artykule zagłębimy się w historię zamiany tekstu na mowę i syntezy głosu oraz zbadamy ekscytujące możliwości na przyszłość.

Zamiana tekstu na mowę i synteza głosu: od wczesnego rozwoju do współczesnego zastosowania

XVIII i XIX wiek

Historia zamiany tekstu na mowę i syntezy głosu sięga XVIII i XIX wieku. W tym okresie podejmowano pierwsze próby syntezy mowy, wszystkie z użyciem urządzeń mechanicznych. W latach 70. XVIII wieku węgierski wynalazca Wolfgang von Kempelen opracował mechaniczne urządzenie zwane maszyną akustyczno-mechaniczną, zaprojektowane do symulacji ludzkiego traktu głosowego. To analogowe urządzenie wykorzystywało miechy, stroiki i rury do wytwarzania dźwięków samogłosek i spółgłosek.

Pod koniec XVIII wieku angielski fizyk Charles Wheatstone wynalazł bardziej mechaniczny wariant maszyny mowy Kempelena, który nazwał "maszyną mówiącą". Urządzenie to potrafiło odtwarzać dźwięki różnych instrumentów muzycznych. Choć urządzenie Wheatstone'a nie było zaprojektowane specjalnie do syntezy mowy, wzmocniło ideę użycia mechanicznego urządzenia do produkcji dźwięku.

W XIX wieku opracowano różne inne urządzenia, w tym maszynę "sztucznej mowy" Fabera. Te urządzenia wykorzystywały kombinację systemów mechanicznych i pneumatycznych do tworzenia dźwięków mowy.

Wczesny XX wiek i pierwsza w pełni elektryczna synteza mowy

Na początku XX wieku technologia syntezy mowy stała się bardziej zaawansowana dzięki wynalezieniu pierwszego w pełni elektrycznego systemu syntezy mowy – wokodera autorstwa Homera Dudleya. System został opracowany w Bell Laboratories (Bell Labs) w New Jersey.

Wokoder Dudleya wykorzystywał serię rezonatorów i filtrów do tworzenia syntetycznej mowy. Eksperci zaprezentowali wokoder, zwany Voder, podczas Światowej Wystawy w latach 1939-1940 w Flushing Meadows, Nowy Jork. Obsługiwali maszynę za pomocą klawiatury i pedałów, aby generować mowę.

Wczesne lata 50. do końca lat 70. – rozwój syntezatorów

W 1951 roku prace Dudleya zainspirowały rozwój systemu pattern playback przez dr. Franklina S. Coopera w Haskins Laboratories. System działał poprzez analizę nagranego dźwięku, takiego jak wypowiedziane słowo lub fraza, i rozkładanie go na składowe fale dźwiękowe lub "wzorce spektrograficzne". Te wzorce były następnie przechowywane na taśmie magnetycznej i odtwarzane, aby uzyskać syntetyczną wersję oryginalnego dźwięku.

W 1976 roku wprowadzono pierwszy komercyjnie udany system zamiany tekstu na mowę przez Kurzweil Reading Machine. System wykorzystywał technikę syntezy konkatenacyjnej, łącząc wcześniej nagrane fonemy i słowa, aby uzyskać syntetyczną mowę. Urządzenie było głównie zaprojektowane, aby pomagać osobom z niepełnosprawnościami, ale szybko zyskało popularność jako pomoc w czytaniu.

Od 1978 roku Texas Instruments zaczęło pracować nad chipem syntezy mowy, który mógł być używany w grach wideo i innych aplikacjach komputerowych. Chip wykorzystywał syntezę konkatenacyjną, która łączyła nagrane dźwięki mowy, lub difony, aby uzyskać mowę przypominającą ludzką. Technologia ta została później użyta w DECtalk, systemie zamiany tekstu na mowę, który zapewniał wysokiej jakości syntetyczną mowę dla osób z niepełnosprawnościami.

Nowoczesne systemy zamiany tekstu na mowę

Jednym z kluczowych innowacji w ostatnich latach było wykorzystanie sieci neuronowych do generowania syntetycznej mowy. Firmy takie jak Google i Microsoft opracowały wysokiej jakości systemy TTS, które wykorzystują algorytmy uczenia głębokiego do analizy dużych zbiorów danych ludzkich głosów i generowania naturalnie brzmiącej mowy.

Innym istotnym rozwojem w TTS jako formie technologii wspomagającej było wykorzystanie technik selekcji jednostek i syntezy konkatenacyjnej. Metody te pozwalają na bardziej realistyczne wyniki poprzez łączenie małych jednostek wcześniej nagranej mowy, takich jak difony czy nawet całe słowa, w celu tworzenia nowych zdań. Techniki te zostały wykorzystane w popularnych aplikacjach TTS, takich jak Speechify, Siri od Apple i Alexa od Amazon, a także w starszych narzędziach, takich jak IBM ViaVoice.

Technologia rozpoznawania mowy również znacznie się rozwinęła w ostatnich latach, co pozwoliło na bardziej zaawansowane systemy TTS. Dzięki algorytmom rozpoznawania mowy, które transkrybują ludzką mowę na tekst, systemy TTS mogą tworzyć bardziej naturalne przejścia w syntezowanej mowie.

W ostatnich latach zaobserwowaliśmy również integrację prozodii i intonacji. Pozwala to na bardziej naturalnie brzmiącą mowę, z odpowiednimi pauzami, akcentami i tonem. Prozodia jest szczególnie ważna dla języków takich jak angielski, gdzie akcent i intonacja mogą znacząco wpływać na znaczenie zdania.

Uczenie głębokie i dalej: przyszłość technologii

Przyszłość technologii TTS jest ekscytująca i pełna obietnic. Wraz z rozwojem sztucznej inteligencji i głębokiego uczenia się, możemy spodziewać się jeszcze bardziej naturalnie brzmiącej mowy, która będzie naśladować subtelności i niuanse ludzkiej mowy.

Jednym z obszarów, w którym będzie to szczególnie przydatne, jest rozwój wirtualnych asystentów i chatbotów. Systemy te staną się bardziej konwersacyjne, a użytkownicy będą mogli wchodzić z nimi w interakcje w bardziej naturalny sposób.

Dodatkowo możemy spodziewać się postępów w dziedzinie transkrypcji fonetycznej, znanej również jako konwersja tekstu na fonemy. W miarę jak maszyny będą coraz lepiej rozpoznawać i interpretować ludzką mowę, dokładność i efektywność systemów zamiany mowy na tekst będą się nadal poprawiać.

Wreszcie, możemy oczekiwać, że technologia zamiany tekstu na mowę stanie się bardziej powszechnie dostępna i zintegrowana z naszym codziennym życiem. W miarę jak coraz więcej urządzeń będzie podłączonych do Internetu Rzeczy, będziemy mogli sterować nimi za pomocą głosu w czasie rzeczywistym, co uczyni nasze życie bardziej wygodnym i efektywnym.

Dołącz do rewolucji TTS z Speechify

Jeśli szukasz potężnej usługi zamiany tekstu na mowę która potrafi tworzyć naturalne, wysokiej jakości narracje, nie szukaj dalej niż Speechify.

Dzięki zaawansowanej technologii syntezy formantów, Speechify tworzy realistyczne, naturalnie brzmiące głosy, w przeciwieństwie do robotycznych głosów z przeszłości. Nawet uznani pisarze, tacy jak Stephen Hawking – który kiedyś próbował swoich sił w technologii zamiany tekstu na mowę – byliby pod wrażeniem możliwości Speechify.

Korzystanie z Speechify jest proste – wystarczy odwiedzić oficjalną stronę internetową lub pobrać aplikację mobilną i wprowadzić pożądany tekst. Następnie wybierz głos, który odpowiada Twoim potrzebom, dostosuj prędkość i tonację według uznania, i voila! Speechify stworzy doskonałą i naturalnie brzmiącą narrację idealną do modułów e-learningowych, filmów instruktażowych, podcastów, oraz prezentacji. Możesz nawet stworzyć własne niestandardowe głosy do wykorzystania na YouTube i innych kanałach społecznościowych.

Nie zadowalaj się gorszymi usługami TTS – wypróbuj Speechify już dziś i doświadcz przyszłości technologii zamiany tekstu na mowę.

FAQ

Kto opracował pierwszy na świecie syntezator mowy?

Homer Dudley zaprojektował pierwszy na świecie syntezator mowy na początku lat 30. XX wieku w Bell Laboratories w Nowym Jorku.

Jaki jest cel syntezy mowy?

Celem syntezy mowy jest generowanie sztucznej mowy z tekstu przy użyciu przetwarzania języka i analizy częstotliwości podstawowej.

Jakie są cztery sposoby wykorzystania TTS?

TTS można wykorzystać do dostępności, rozrywki, nauki języków oraz automatyzacji usług głosowych.

Jakie są niektóre zalety zamiany tekstu na mowę?

Zamiana tekstu na mowę może poprawić dostępność, zwiększyć efektywność nauki i podnieść produktywność, umożliwiając użytkownikom odbiór treści pisanych w formie dźwiękowej.

Jaki był najbardziej zaskakujący moment w rozwoju syntezy mowy?

Jednym z najbardziej zaskakujących momentów w rozwoju syntezy mowy było wynalezienie mechanicznego syntezatora mowy przez Charlesa Wheatstone'a.